成本收益分析在ALARP原則中的應(yīng)用

高永宜 竇勇

1.諾力昂化學(xué)品（上海）有限公司；2.英威達(dá)尼龍化工（上海）有限公司

1 ALARP原則的來源

ALARP（As Low As Reasonably Practicable）原則，是指將風(fēng)險(xiǎn)降低到合理可行的最低，其來源于一起由于1947年英國(guó)煤礦的礦井巷道支撐結(jié)構(gòu)倒塌，而導(dǎo)致一名礦工約瑟夫·愛德華茲（Joseph Edwards）在事故中身亡的事例。后來在1949年法庭訴訟的過程中，愛德華茲的雇主國(guó)家煤炭委員會(huì)（National Coal Board）辯稱，認(rèn)為在礦井所有巷道內(nèi)設(shè)置完整的支撐結(jié)構(gòu)的成本太高，只能關(guān)注那些重點(diǎn)的部位。法官給出了最終的判決，在判決書中表示“必須進(jìn)行計(jì)算，將風(fēng)險(xiǎn)的量控制于一個(gè)范圍內(nèi)，并采取必要的措施及成本（無論是時(shí)間、困難還是成本上）……”[1]。自從這起愛德華茲的案件判決生效以來，在當(dāng)前合理的費(fèi)用和技術(shù)條件下，ALARP原則已成為全球很多國(guó)家和地區(qū)在HSE風(fēng)險(xiǎn)管理和評(píng)價(jià)的重要組成部分[2]。

我國(guó)2007年發(fā)布的國(guó)標(biāo)GB/T 21109.3《確定要求安全完整性等級(jí)的指南》，對(duì)ALARP原則的定義和模型等進(jìn)行了詳細(xì)地闡述。原安監(jiān)總局在2011年發(fā)布的國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令（40號(hào)）《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》，闡述了可容許社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用ALARP原則作為風(fēng)險(xiǎn)可接受的判定原則。以及2014年發(fā)布的《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)和社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中，對(duì)個(gè)人與社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的范圍給出了明確的定義。

2 ALARP原則的意義

按照ALARP原則，如圖1所示，這個(gè)圖示把風(fēng)險(xiǎn)的高低劃分了3個(gè)區(qū)域。

圖1 ALARP原則圖示

1）在其頂部表示高風(fēng)險(xiǎn)，即不可容忍的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，由于其風(fēng)險(xiǎn)太高無法接受或容忍，必須不惜一切代價(jià)把風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重程度降低到可接受區(qū)域，否則，除非特殊情況，一般應(yīng)放棄該機(jī)會(huì)以免得不償失。若在設(shè)計(jì)階段，該方案就不能通過審查；若是在役裝置，必須立即停產(chǎn)整改。

2）底部表示低風(fēng)險(xiǎn)，即可以接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。對(duì)于落在底部區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)，由于其風(fēng)險(xiǎn)程度很低，完全能夠忍受。因此，凡落入該區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)，無需采取專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)防控措施。

3）位于頂部與底部之間，也即高、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域之間部分被稱為可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，或ALARP區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域應(yīng)把風(fēng)險(xiǎn)控制在“（盡可能）低且合理可行”的水平，或稱為“合理、實(shí)際且盡可能低”的水平，這意味著如果風(fēng)險(xiǎn)程度再進(jìn)一步降低，其投入的風(fēng)險(xiǎn)防控措施費(fèi)用將超過由此而獲得的安全收益，即投入＞產(chǎn)出；否則，風(fēng)險(xiǎn)程度還應(yīng)進(jìn)一步降低，直至投入與產(chǎn)出相抵。當(dāng)然實(shí)際工作中，一般情況下，很難做到投入與產(chǎn)出剛好相抵，因?yàn)楫?dāng)風(fēng)險(xiǎn)降低到一定程度之后，可能就沒有適用的風(fēng)險(xiǎn)防控技術(shù)，更何況還要把花費(fèi)控制在一定范圍內(nèi)。因此，把風(fēng)險(xiǎn)控制在ALARP附近區(qū)域就比較合理，即“合理、實(shí)際且盡可能低”。

3 ALARP原則的應(yīng)用

ALARP原則的在應(yīng)用過程中，有些風(fēng)險(xiǎn)管理人員經(jīng)常存在一些認(rèn)識(shí)上的偏差，違背了“風(fēng)險(xiǎn)降低到合理可行的最低”的基本原則而誤入歧途。包括：

1）盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)意味著必須不斷提高標(biāo)準(zhǔn)。

2）盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)需要采取更多的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

3）盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)就意味著不會(huì)發(fā)生事故。

4）如果部分企業(yè)采用了更高標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，那么該標(biāo)準(zhǔn)就是ALARP需要實(shí)現(xiàn)的。

然而，可接受的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)接近量化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)依據(jù)。在ALARP中可接受風(fēng)險(xiǎn)的限值，可以按下面的幾個(gè)基本原則來確定。

1）平等原則：在風(fēng)險(xiǎn)面前，所有人生命平等，包括自己的員工和外部的承包商人員，任何人都不能出現(xiàn)在過大的風(fēng)險(xiǎn)中，可接受的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)線就體現(xiàn)了生命的平等，生命高于一切經(jīng)濟(jì)利益。

2）效用原則：在可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的采用成本收益分析進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)決策，以確保安全資源使用的效益最大化。在平等原則的基礎(chǔ)上來考慮經(jīng)濟(jì)的投入和產(chǎn)出，這樣考慮了社會(huì)倫理和經(jīng)濟(jì)利益的兩面性。

3）技術(shù)原則：在當(dāng)前的技術(shù)允許的條件下，我們應(yīng)該優(yōu)先采用最先進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，以降低并達(dá)到社會(huì)認(rèn)可的低風(fēng)險(xiǎn)水平。

ALARP原則的一個(gè)常見的應(yīng)用場(chǎng)景，如圖2所示，是通過LOPA分析對(duì)安全儀表系統(tǒng)（SIS）進(jìn)行定級(jí)的過程中，SIL等級(jí)的選擇。而ALARP原則的分析中最為關(guān)鍵的步驟就是進(jìn)行成本效益的CBA（Cost Benefit Analysis）分析。

圖2 ALARP在過程安全分析中的場(chǎng)景

成本收益分析法用于風(fēng)險(xiǎn)分析建議項(xiàng)的決策，如果要采取措施來降低風(fēng)險(xiǎn)，就要從項(xiàng)目管理的角度評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)成本和應(yīng)對(duì)措施的成本是否能接受，兩者需要達(dá)到一定的平衡。

眾所周知，安全措施的改進(jìn)會(huì)帶來一定的投資和運(yùn)行費(fèi)用，而任何工廠均需要在市場(chǎng)環(huán)境中競(jìng)爭(zhēng)，需要保持工廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。在現(xiàn)有文獻(xiàn)中，雖然有部分研究提及使用成本分析法進(jìn)行安全管理，如朱紅[3]在成本效益分析與石化安全管理決策中提出用成本分析法以幫助安全管理抉擇，但只針對(duì)工廠級(jí)別的安全管理決策；VIANELLO等[4]提出使用成本收益分析用于幫助判斷安裝的收益；但以上研究均未涉及使用成本收益法幫助工廠在完成風(fēng)險(xiǎn)分析后，如何幫助管理層判斷風(fēng)險(xiǎn)分析的行動(dòng)項(xiàng)是否可行的問題。

本文引入工廠安全成本和安全效益的成本效益分析模式，對(duì)于可能發(fā)生人員傷亡或嚴(yán)重外界影響的情況，對(duì)每個(gè)確定的切實(shí)可行的風(fēng)險(xiǎn)降低措施的成本進(jìn)行定量評(píng)估，并與由此可能實(shí)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)降低進(jìn)行比較。并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法建立一套建議項(xiàng)評(píng)估的判斷依據(jù)和流程，用數(shù)字化/可視化的方法幫助管理層迅速判斷風(fēng)險(xiǎn)分析的行動(dòng)項(xiàng)是否可行，從而實(shí)現(xiàn)安全和效益的平衡。

安全效益的成本效益分析方法就是計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)降低措施避免死亡的隱含成本（ICAF），即風(fēng)險(xiǎn)降低措施的成本除以實(shí)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，降低措施生命周期內(nèi)潛在生命損失（PLL）的減少并將其與預(yù)防死亡的定義值進(jìn)行比較。當(dāng)使用成本效益分析和ICAF時(shí)：

1）確定每個(gè)處于盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域（ALARP）和不可接受風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的情況下降低風(fēng)險(xiǎn)的可行措施。

2）量化每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)降低措施的財(cái)務(wù)成本和收益，以計(jì)算該措施的凈成本。

其中，成本計(jì)算為用于實(shí)施建議項(xiàng)的全成本，包括：

a）改造所需的一次性投資費(fèi)用，如硬件購(gòu)置費(fèi)用和實(shí)施費(fèi)用（設(shè)計(jì)、采購(gòu)、土建、安裝等）等（由于討論措施實(shí)施時(shí)往往建議項(xiàng)尚處于一個(gè)非常粗略的狀態(tài)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可以按照硬件購(gòu)置費(fèi)用的4倍估算實(shí)施費(fèi)用）。

b）生命周期內(nèi)年運(yùn)行/維護(hù)的費(fèi)用（折現(xiàn)值），由于建議項(xiàng)實(shí)施后增加的年化運(yùn)行費(fèi)用，包括增加的公用工程、材料消耗、人工成本以及年度的校驗(yàn)/維護(hù)等費(fèi)用。

安全收益主要來自避免事故發(fā)生的潛在成本，而收益的計(jì)算方式根據(jù)HAZOP/LOPA分析中對(duì)應(yīng)場(chǎng)景不同，可能包括人員的傷亡費(fèi)用、工廠停產(chǎn)/停業(yè)費(fèi)用、環(huán)境污染造成的后續(xù)處理費(fèi)用等。

以熱熔膠的配置為節(jié)點(diǎn)，包括丁酮進(jìn)料、配置及丁酮溶劑清洗過程，工藝的流程如圖3所示。

圖3 熱熔膠配置的流程

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程有一建議項(xiàng)，避免丁酮少加而導(dǎo)致反應(yīng)釜爆聚，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)釜超溫超壓破壞，引起人員傷亡，具體分析如示例，見表1。

表1 安全收益成本分析

LOPA建議項(xiàng)內(nèi)容： 建議丁酮計(jì)量罐新增的遠(yuǎn)傳液位指示與丁酮計(jì)量罐遠(yuǎn)傳稱重模塊進(jìn)行稱重差值報(bào)警和無法啟動(dòng)下一順序控制的順控；同時(shí)工藝聯(lián)鎖由DCS控制改為SIS安全儀表系統(tǒng)來控制。

建議項(xiàng)成本分析：12萬(wàn)元 （=30年×0.1萬(wàn)/年+5萬(wàn)+2萬(wàn)×2），其中固定投資：5萬(wàn)元（新增儀表/SIS卡件硬件費(fèi)用+設(shè)計(jì)驗(yàn)證費(fèi)用）年度維護(hù)測(cè)試費(fèi)用：0.1萬(wàn)元（年維護(hù)測(cè)試費(fèi)用及定期更換費(fèi)用攤銷），生命周期內(nèi)（按照新建工廠30年計(jì)算）更新硬件費(fèi)用：2萬(wàn)元×2次全生命周期收益：22.275萬(wàn)元。

●人員傷亡降低的潛在收益。

建議項(xiàng)實(shí)施后，年發(fā)生頻率從1.25×10-4降 低 到1.25×10-6，每 次 可能產(chǎn)生兩人死亡，全生命周期人員內(nèi)人員死亡概率降低：2×30×1.25×（10-4-10-6）=7.425×10-3。

按當(dāng)前每次人員傷亡會(huì)產(chǎn)生200萬(wàn)元經(jīng)濟(jì)損失計(jì)算，則本建議項(xiàng)因人員傷亡而帶來的潛在收益為14.85萬(wàn)元（=200×7.425×10-3）。

●減少可能的停產(chǎn)整改損失費(fèi)用。

在目前高壓形勢(shì)下，一旦發(fā)生亡人事件，則至少會(huì)導(dǎo)致裝置產(chǎn)生3～6個(gè)月停產(chǎn)整改，造成經(jīng)濟(jì)損失200～400萬(wàn)元。全生命周期內(nèi)，該建議項(xiàng)會(huì)帶來可能的停產(chǎn)損失減少為200×30×1.25（10-4-10-6）=7.425萬(wàn)元。

全生命周期內(nèi)，人員傷亡降低和停車整改的損失費(fèi)用降低而帶來的潛在收益高于實(shí)施建議項(xiàng)的成本。

成本收益分析結(jié)論：實(shí)施該建議項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算確實(shí)有些像做財(cái)務(wù)工作，這體現(xiàn)了安全從業(yè)人員需具備知識(shí)的系統(tǒng)性，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估本就結(jié)合了定性和定量的風(fēng)險(xiǎn)，定量的風(fēng)險(xiǎn)需要從業(yè)者有一定的可靠性知識(shí)基礎(chǔ)、概率和統(tǒng)計(jì)學(xué)的知識(shí)，當(dāng)然這些可作為工具知識(shí)，在基于失效率計(jì)算的風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)將會(huì)用到這些知識(shí)工具。簡(jiǎn)而言之，就是“性價(jià)比”。風(fēng)險(xiǎn)不可能完全消除，而風(fēng)險(xiǎn)降低措施需要成本，無論是經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、人力以及管理，任何投入的邊際效應(yīng)在達(dá)到一定水平之后都會(huì)遞減，也就是性價(jià)比遞減。風(fēng)險(xiǎn)低可能性小的問題可以接受，中間地帶的風(fēng)險(xiǎn)需要結(jié)合成本—收益去綜合思考。

4 總結(jié)

綜上所述，實(shí)踐中應(yīng)用邊際分析確實(shí)存在一定的難處，需要協(xié)調(diào)多種資源和機(jī)制，并跟其他的管理目標(biāo)保持平衡，這樣才能發(fā)揮其應(yīng)有的效用。雖然有些風(fēng)險(xiǎn)降低的邊際效益難以量化，但ALARP原則仍然是我們?cè)谶M(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制和投入決策時(shí)的最基本依據(jù)。接下來隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)步和監(jiān)管環(huán)境的不斷地優(yōu)化，一些高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)應(yīng)該主動(dòng)有意積累更多的數(shù)據(jù)來對(duì)風(fēng)險(xiǎn)控制措施的邊際效應(yīng)進(jìn)行量化。這無疑會(huì)推動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)管理事業(yè)向著更科學(xué)、更動(dòng)態(tài)、更高效的方向邁進(jìn)，進(jìn)入一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。